本發(fā)明涉及到分析檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及到一種甲醛測(cè)試儀、測(cè)試方法及校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

目前，各類室內(nèi)污染導(dǎo)致的事故層出不窮，經(jīng)媒體報(bào)道，群眾更加覺得“甲醛猛如虎，避之不及”。建材、室內(nèi)環(huán)境檢測(cè)、室內(nèi)環(huán)境治理等產(chǎn)品也接連不斷涌現(xiàn)。

但是，對(duì)于普通家庭來講，專業(yè)的室內(nèi)第三方檢測(cè)公司，檢測(cè)一個(gè)室內(nèi)點(diǎn)，僅甲醛一項(xiàng)就需要400-1000元，以平均每戶三個(gè)點(diǎn)計(jì)算，光甲醛的檢測(cè)費(fèi)用就需要1200-3000元，這是一筆不小的開支。因此，很多室內(nèi)空氣治理公司采用便攜式的設(shè)備為客戶進(jìn)行免費(fèi)檢測(cè)。

便攜式設(shè)備因?yàn)檎w價(jià)格較低，且簡(jiǎn)單易用、便于攜帶、可以快速出具檢測(cè)結(jié)果的特點(diǎn)，受到各個(gè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)及室內(nèi)環(huán)境治理機(jī)構(gòu)的熱捧?？v觀市場(chǎng)上各類便攜式甲醛檢測(cè)產(chǎn)品，一般采用電化學(xué)、或者比色法進(jìn)行檢測(cè)，數(shù)據(jù)較難做到精準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的為提供一種甲醛測(cè)試儀、測(cè)試方法及校準(zhǔn)方法，解決當(dāng)前甲醛測(cè)試精度低，成本高，耗時(shí)長(zhǎng)的問題。

本發(fā)明提出一種便攜式甲醛測(cè)試儀，包括測(cè)試單元、數(shù)據(jù)采集處理單元、電池單元和顯示單元；

所述測(cè)試單元包括光源、比色皿架及比色皿；

所述數(shù)據(jù)采集處理單元包括光電檢測(cè)器、信號(hào)阻抗匹配器、PLC；

所述光源產(chǎn)生的單色光經(jīng)盛有樣品液體的比色皿，被所述光電檢測(cè)器所接收，所述光電檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)所述信號(hào)阻抗匹配器和PLC處理，獲得輸出信號(hào)，并在顯示單元顯示；

所述電池單元為所述光源、所述數(shù)據(jù)采集處理單元和顯示單元提供能量。

優(yōu)選地，所述光源產(chǎn)生的單色光波長(zhǎng)為630±2nm。

優(yōu)選地，所述光源包括發(fā)光二極管和單色儀，所述發(fā)光二極管的波長(zhǎng)光譜范圍在620nm～640nm。

優(yōu)選地，所述比色皿包括兩個(gè)相對(duì)的石英玻璃皿壁或石英玻璃窗口，其余部分由聚四氟乙烯材料制成的。

優(yōu)選地，所述電池單元包括電池，所述電池為鋰電池。

優(yōu)選地，還包括采樣單元，所述采樣單元包括高精度恒流氣體泵。

優(yōu)選地，所述高精度恒流氣體泵的流量為0.5L/min。

本發(fā)明還提出了一種使用上述便攜式甲醛測(cè)試儀檢測(cè)甲醛濃度的方法，包括以下步驟：

使用0.05g/L的酚試劑溶液作為吸收液進(jìn)行采樣，獲得樣品溶液；

往樣品溶液加入硫酸鐵銨溶液并靜置；

取樣檢測(cè)。

優(yōu)選地，靜置的時(shí)間為15min。

本發(fā)明還提出了一種對(duì)上述檢測(cè)甲醛濃度方法的校準(zhǔn)方法，包括如下步驟：

以濃度為0的標(biāo)樣作為第一測(cè)試點(diǎn)，測(cè)量其吸光度作為第一校準(zhǔn)值；

以濃度為1μg/ml的甲醛標(biāo)樣作為第二測(cè)試點(diǎn)，測(cè)量其吸光度作為第二校準(zhǔn)值；

以濃度為2μg/ml的甲醛標(biāo)樣作為第三測(cè)試點(diǎn)，測(cè)量其吸光度作為第三校準(zhǔn)值；

以第一校準(zhǔn)值、第二校準(zhǔn)值和第三校準(zhǔn)值及其對(duì)應(yīng)的濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸線斜率，以斜率倒數(shù)作為樣品測(cè)定的計(jì)算因子。

本發(fā)明提出的一種甲醛測(cè)試儀、測(cè)試方法及校準(zhǔn)方法，測(cè)試儀包括測(cè)試單元、數(shù)據(jù)采集處理單元、電池單元和顯示單元，所述采樣單元包括高精度恒流氣體泵，所述測(cè)試單元包括光源、比色皿架及比色皿，所述數(shù)據(jù)采集處理單元包括光電檢測(cè)器、信號(hào)阻抗匹配器、PLC，所述光源產(chǎn)生的單色光經(jīng)盛有樣品液體的比色皿，被所述光電檢測(cè)器所接收，所述光電檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)所述信號(hào)阻抗匹配器和PLC處理，獲得輸出信號(hào)，并在顯示單元顯示，所述電池單元為所述光源、所述數(shù)據(jù)采集處理單元和顯示單元提供能量，可以快速地測(cè)試空氣樣品中的甲醛濃度，精度高，成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明便攜式甲醛測(cè)試儀一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a為本發(fā)明便攜式甲醛測(cè)試儀一實(shí)施例比色皿的正視圖；

圖2b為本發(fā)明便攜式甲醛測(cè)試儀一實(shí)施例比色皿的俯視圖；

圖3為本發(fā)明便攜式甲醛測(cè)試儀一實(shí)施例的流程示意圖；

圖4為使用PE Lambda 25分光光度計(jì)獲得的甲醛濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線；

圖5為使用本發(fā)明便攜式甲醛測(cè)試儀獲得的第一甲醛濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線；

圖6為使用本發(fā)明便攜式甲醛測(cè)試儀獲得的第二甲醛濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線；

圖7為使用本發(fā)明便攜式甲醛測(cè)試儀獲得的第三甲醛濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參照?qǐng)D1，本發(fā)明提出一種便攜式甲醛測(cè)試儀，包括測(cè)試單元10、數(shù)據(jù)采集處理單元20、電池單元40和顯示單元30；

所述測(cè)試單元10包括光源、比色皿架及比色皿；

所述數(shù)據(jù)采集處理單元20包括光電檢測(cè)器、信號(hào)阻抗匹配器、PLC；

所述光源產(chǎn)生的單色光經(jīng)盛有樣品液體的比色皿，被所述光電檢測(cè)器所接收，所述光電檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)所述信號(hào)阻抗匹配器和PLC處理，獲得輸出信號(hào)，并在顯示單元顯示；

所述電池單元40為所述光源、所述數(shù)據(jù)采集處理單元和顯示單元提供能量。

本實(shí)施例中，便攜式甲醛測(cè)試儀包括測(cè)試單元10、數(shù)據(jù)采集處理單元20、電池單元40和顯示單元30四個(gè)部分。在樣品測(cè)試時(shí)，對(duì)已制備好的樣品，經(jīng)測(cè)試單元10、數(shù)據(jù)采集處理單元20處理，獲得測(cè)試數(shù)據(jù)，并顯示于顯示單元30。測(cè)試單元10、數(shù)據(jù)采集處理單元20和顯示單元30所需的能量均由電池單元40提供。

測(cè)試單元10包括光源、比色皿架及比色皿。此單元可獲得經(jīng)過樣品的光信號(hào)。樣品包括空白樣品和測(cè)試樣品。

可選的，本實(shí)施例可采用光波長(zhǎng)為630±2nm的單色光。發(fā)光光源采用發(fā)光二極管的波長(zhǎng)光譜范圍在620nm～640nm。發(fā)光二極管，又稱LED，具有功率低，能效高，發(fā)光穩(wěn)定，無需預(yù)熱的特點(diǎn)。例如，可采用日本日亞和豐田公司生成的超高亮發(fā)光二極管，亮度參數(shù)在5000mcd以上，波長(zhǎng)范圍621～634nm。由LED發(fā)出的光經(jīng)過單色儀進(jìn)行波長(zhǎng)過濾，獲得波長(zhǎng)630±2nm的單色光.

可選的，所述比色皿包括兩個(gè)相對(duì)的石英玻璃皿壁或石英玻璃窗口，其余部分由聚四氟乙烯材料制成的。

現(xiàn)有的比色皿一般是整體由石英玻璃或普通玻璃制成，在使用時(shí)非常容易損壞。本實(shí)施例的比色皿使用聚四氟乙烯加石英玻璃，能保證比色皿的功能實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，使比色皿更加耐用和易清洗。聚四氟乙烯本身有一定的柔韌性，且耐腐蝕，不易粘附，在結(jié)束測(cè)試，進(jìn)行儀器清洗時(shí)更為方便。參照?qǐng)D2a和圖2b，為本實(shí)施例比色皿的結(jié)構(gòu)示意圖。比色皿的兩個(gè)相對(duì)側(cè)面均由石英玻璃制成?；蛘咭部梢灾话瑑蓚€(gè)相對(duì)的石英玻璃窗口。

本實(shí)施例采用的比色皿尺寸為10mm，并配備適應(yīng)的比色皿架。也可根據(jù)型號(hào)的需要，采用其他尺寸的比色皿及適配的比色皿架。

參照?qǐng)D3，測(cè)試單元10和數(shù)據(jù)采集處理單元20組成了測(cè)試儀的核心部分。首先是光源產(chǎn)生波長(zhǎng)為630nm的單色光，光線經(jīng)過裝有樣品的比色皿，被光電檢測(cè)裝置所檢測(cè)。光電檢測(cè)裝置將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，并經(jīng)信號(hào)阻抗匹配器和PLC處理，獲得輸出信號(hào)。輸出信號(hào)在顯示單元顯示。光電檢測(cè)裝置可為光電倍增管。PLC，又稱可編程邏輯控制器，是一種采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。

顯示單元30為液晶顯示屏，具有低功耗，低成本的優(yōu)點(diǎn)。液晶顯示屏(LCD)用于數(shù)字型鐘表和許多便攜式計(jì)算機(jī)的一種顯示器類型。LCD顯示使用了兩片極化材料，在它們之間是液體水晶溶液。電流通過該液體時(shí)會(huì)使水晶重新排列，以使光線無法透過它們。因此，每個(gè)水晶就像百葉窗，既能允許光線穿過又能擋住光線。本實(shí)施例采用單色液晶顯示屏，滿足實(shí)際使用需求，且節(jié)省成本，功率低。

可選地，所述電池單元包括電池，所述電池為鋰電池。鋰電池，是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。能量密度高，且成本低，便于攜帶。

可選地，測(cè)試儀還包括采樣單元，所述采樣單元包括高精度恒流氣體泵。采樣單元是獨(dú)立的一部分，與測(cè)試儀配套使用。將高精度恒流氣體泵與氣體吸收裝置連接，檢測(cè)裝置氣密性之后，便可開始收集氣體樣品。高精度恒流氣體泵的流量為0.5L/min。氣體吸收裝置可按照國(guó)標(biāo)GB/T 18204-2014提供的方法進(jìn)行組裝。

本發(fā)明還提出了一種使用上述便攜式甲醛測(cè)試儀檢測(cè)甲醛濃度的方法，包括以下步驟：

使用0.05g/L的酚試劑溶液作為吸收液進(jìn)行采樣，獲得樣品溶液；

往樣品溶液加入硫酸鐵銨溶液并靜置；

取樣檢測(cè)。

稱取0.10g酚試劑[C₆H₄SN(CH₃)C:NNH₂·HCl，簡(jiǎn)稱MBTH]，加水稀釋至100ml，獲得吸收液原液。然后將吸收液原液稀釋二十倍，獲得0.05g/L的吸收液。原液的配置在實(shí)驗(yàn)室完成，而吸收液則現(xiàn)場(chǎng)配置。將吸收液加入吸收管中，按國(guó)標(biāo)GB/T 18204-2014提供的方法進(jìn)行氣體采集，獲得樣品溶液。

將樣品溶液全部轉(zhuǎn)入比色管中，用少量吸收液吸洗吸收管，合并使樣品溶液總體積為5mL。然后加入0.4mL硫酸鐵銨溶液，搖勻，放置15min。硫酸鐵銨溶液按國(guó)標(biāo)GB/T 18204-2014提供的方法進(jìn)行配置并儲(chǔ)存于棕色瓶中。用1cm比色皿，以空白吸收液作參比，測(cè)定管內(nèi)溶液的吸光度。

按已有的校準(zhǔn)曲線計(jì)算吸收液中的甲醛濃度，并折合成相應(yīng)空氣中的的甲醛質(zhì)量濃度。

本發(fā)明還提出了一種對(duì)上述檢測(cè)甲醛濃度方法的校準(zhǔn)方法，包括如下步驟：

以濃度為0的標(biāo)樣作為第一測(cè)試點(diǎn)，測(cè)量其吸光度作為第一校準(zhǔn)值；

以濃度為1μg/ml的甲醛標(biāo)樣作為第二測(cè)試點(diǎn)，測(cè)量其吸光度作為第二校準(zhǔn)值；

以濃度為2μg/ml的甲醛標(biāo)樣作為第三測(cè)試點(diǎn)，測(cè)量其吸光度作為第三校準(zhǔn)值；

以第一校準(zhǔn)值、第二校準(zhǔn)值和第三校準(zhǔn)值及其對(duì)應(yīng)的濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸線斜率，以斜率倒數(shù)作為樣品測(cè)定的計(jì)算因子。

儀器長(zhǎng)期使用，設(shè)備的一些檢測(cè)部件或光源會(huì)產(chǎn)生較大變異，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏離真實(shí)值的程度較大。此時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。因而需要定時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行校準(zhǔn)。

按國(guó)標(biāo)GB/T 18204-2014提供的方法測(cè)量濃度分別為0、1μg/ml、2μg/ml的甲醛標(biāo)樣的吸光度，并制作濃度-吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算回歸線斜率，以斜率倒數(shù)作為樣品測(cè)定的計(jì)算因子B_s。

現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)室的分光光度計(jì)與本發(fā)明的便攜式甲醛測(cè)試儀的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較，測(cè)試結(jié)果如下：

PE Lambda 25分光光度計(jì)甲醛濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線

參照?qǐng)D4，回歸方程:y＝a+bx，a＝0.0195，b＝0.3603，R²＝0.9997，Bs＝2.775。

便攜式甲醛測(cè)試儀甲醛濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線

1.

參照?qǐng)D5，回歸方程:y＝a+bx，a＝0.0233，b＝0.3680，R²＝0.999，Bs＝2.717。

2.

參照?qǐng)D6，回歸方程:y＝a+bx，a＝0.0252，b＝0.3645，R²＝0.9988，Bs＝2.743。

3.

參照?qǐng)D7，回歸方程:y＝a+bx，a＝0.0260，b＝0.3730，R²＝0.9986，Bs＝2.681。

對(duì)上述四組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析：分光光度計(jì)測(cè)得的Bs數(shù)據(jù)2.775；便攜式甲醛測(cè)試儀給出的Bs為：2.717、2.743、2.681，相對(duì)偏差分別為：0.44％、0.51％、1.76％。

由上邊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出，便攜式甲醛測(cè)試儀的校準(zhǔn)曲線滿足控制誤差≤2％的要求。

本發(fā)明提出的一種甲醛測(cè)試儀、測(cè)試方法及校準(zhǔn)方法，測(cè)試儀包括測(cè)試單元、數(shù)據(jù)采集處理單元、電池單元和顯示單元，所述采樣單元包括高精度恒流氣體泵，所述測(cè)試單元包括光源、比色皿架及比色皿，所述數(shù)據(jù)采集處理單元包括光電檢測(cè)器、信號(hào)阻抗匹配器、PLC，所述光源產(chǎn)生的單色光經(jīng)盛有樣品液體的比色皿，被所述光電檢測(cè)器所接收，所述光電檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)所述信號(hào)阻抗匹配器和PLC處理，獲得輸出信號(hào)，并在顯示單元顯示，所述電池單元為所述光源、所述數(shù)據(jù)采集處理單元和顯示單元提供能量，可以快速地測(cè)試空氣樣品中的甲醛濃度，精度高，成本低。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。